具有斜面的襯底結構、磁阻傳感器及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種具有斜面的襯底結構、磁阻傳感器及其制作方法。
【背景技術】
[0002]各向異性磁阻(AMR)傳感器是現代產業中新型磁電阻效應傳感器，其正變得日益重要，尤其是在智能手機中的電子羅盤和汽車產業傳感器中的停車傳感器、角度傳感器、ABS(自動制動系統)傳感器以及胎壓傳感器等方面得到應用。除各向異性磁阻(AMR)傳感器外，磁性傳感器目前主要技術還有霍爾效應傳感器、巨磁阻(GMR)傳感器、隧道磁阻(TMR)傳感器，但由于AMR傳感器具有比霍爾效應傳感器高得多的靈敏度，且技術實現上比GMR和TMR傳感器更加成熟，因此各向異性磁阻(AMR)傳感器應用比其他磁傳感器應用更加廣泛。
[0003]目前的AMR傳感器的X軸、Y軸、Z軸各自獨立形成，然后再封裝在一起，需要較多的制作步驟，使得AMR傳感器系統加工成本比較昂貴。為此，申請號為201510567197.1的中國專利申請提出了一種單芯片三軸各向異性磁阻傳感器制作方法，在襯底中形成具有傾斜斜面的凹槽，并在所述凹槽的斜面上形成Z軸磁阻條和Z軸短路電極，在所述襯底的平面上形成X、Y軸磁阻條和X、Y軸短路電極，如此將X、Y、Z軸磁感測元件集成在一個芯片上，結構簡單，Z軸磁感測元件無需垂直封裝，易于制造，成本較低，并且和傳統的微電子工藝兼容性好，適合大批量工業化生產，具有廣泛的應用性。然而，發明人發現，在襯底中形成具有傾斜斜面的凹槽后，由于凹槽的斜面與底壁交界處較為尖銳，在后續進行光刻工藝過程中，凹槽斜面與底壁交界處光刻膠很厚，影響器件后續層次的圖形化，無法得到穩定的重復的圖形。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種具有斜面的襯底結構、磁阻傳感器及其制作方法，以解決現有技術中凹槽的斜面與底壁交界處較為尖銳，影響器件后續層次的圖形化的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供一種具有斜面的襯底結構的制作方法，包括:
[0006]提供一襯底；
[0007]在所述襯底中形成凹槽和/或凸臺；
[0008]在所述襯底以及凹槽表面淀積具有流動性的介質層，和/或，在所述襯底以及凸臺表面淀積具有流動性的介質層；
[0009]對所述介質層進行退火回流，以使退火回流后的介質層的斜面平緩。
[0010]可選的，在所述的具有斜面的襯底結構的制作方法中，所述介質層為硼磷硅玻璃；所述硼磷硅玻璃中硼的濃度為2%?8%，磷的濃度為2%?8% ;所述退火回流的溫度為850 ?1000°C。
[0011]可選的，在所述的具有斜面的襯底結構的制作方法中，所述介質層為磷硅玻璃；所述磷硅玻璃中磷的濃度為2%?8% ;所述退火回流的溫度為1000?1300°C。
[0012]可選的，在所述的具有斜面的襯底結構的制作方法中，所述凹槽的側壁的傾斜角度為35。?65。。
[0013]可選的，在所述的具有斜面的襯底結構的制作方法中，在所述襯底上形成凹槽的步驟包括:
[0014]在所述襯底上形成硬掩模層并圖形化所述硬掩模層；
[0015]利用所述硬掩模層作為掩膜，刻蝕所述襯底形成凹槽。
[0016]可選的，在所述的具有斜面的襯底結構的制作方法中，所述凸臺的側壁的傾斜角度為35。?65。。
[0017]可選的，在所述的具有斜面的襯底結構的制作方法中，在所述襯底上形成凸臺的步驟包括:
[0018]在所述襯底上形成介質層；
[0019]在所述介質層上形成圖形化后的光刻膠并對所述圖形化后的光刻膠進行熱回流處理；
[0020]利用熱回流處理后的光刻膠作為掩模，刻蝕所述介質層形成凸臺。
[0021]本發明還提供一種具有斜面的襯底結構，包括:
[0022]襯底；
[0023]形成于所述襯底中的凹槽和/或凸臺；以及
[0024]經過退火回流的介質層，所述介質層覆蓋所述襯底和凹槽表面和/或所述襯底以及凸臺表面。
[0025]本發明又提供一種磁阻傳感器制作方法，包括:
[0026]提供一包括X軸區域、Y軸區域、Z軸區域的襯底；
[0027]在所述襯底的Z軸區域中形成凹槽和/或凸臺；
[0028]在所述襯底以及凹槽表面淀積具有流動性的介質層，和/或，在所述襯底以及凸臺表面淀積具有流動性的介質層；
[0029]對所述介質層進行退火回流；
[0030]形成磁阻條，所述磁阻條包括形成于所述X軸區域上的X軸磁阻條、形成于所述Y軸區域上的Y軸磁阻條、以及形成于所述凹槽和/或凸臺至少一個側壁上的Z軸磁阻條；
[0031]形成短路電極和金屬連線，所述短路電極包括形成于所述X軸磁阻條上并與其交叉的X軸短路電極、形成于所述Y軸磁阻條上并與其交叉的Y軸短路電極、以及形成于所述Z軸磁阻條上并與其交叉的Z軸短路電極，所述金屬連線包括連接相鄰的X軸磁阻條的X軸金屬連線、連接相鄰的Y軸磁阻條的Y軸金屬連線以及連接相鄰的z軸磁阻條的Z軸金屬連線；
[0032]形成隔離層，所述隔離層覆蓋所述短路電極、金屬連線以及絕緣層，所述隔離層中形成有通孔；
[0033]形成置位-復位電流帶，所述置位-復位電流帶形成于所述隔離層上并垂直于所述X軸磁阻條、Y軸磁阻條和Z軸磁阻條；
[0034]形成鈍化層，所述鈍化層覆蓋所述隔離層，所述鈍化層中形成有暴露所述置位-復位電流帶的壓焊窗口。
[0035]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，所述介質層為硼磷硅玻璃；所述硼磷硅玻璃中硼的濃度為2%?8 %，磷的濃度為2%?8% ;所述退火回流的溫度為850?ΙΟΟΟΓ ο
[0036]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，所述介質層為磷硅玻璃；所述磷硅玻璃中磷的濃度為2%?8% ;所述退火回流的溫度為1000?1300°C。
[0037]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，所述凹槽的側壁的傾斜角度為35°?65。。
[0038]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，在所述襯底上形成凹槽的步驟包括:
[0039]在所述襯底上形成硬掩模層并圖形化所述硬掩模層；
[0040]利用所述硬掩模層作為掩膜，刻蝕所述襯底形成凹槽。
[0041]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，所述凸臺的側壁的傾斜角度為35°?65。。
[0042]可選的，在所述的磁阻傳感器制作方法中，在所述襯底上形成凸臺的步驟包括:
[0043]在所述襯底上形成介質層；
[0044]在所述介質層上形成圖形化后的光刻膠并對所述圖形化后的光刻膠進行熱回流處理；
[0045]利用熱回流處理后的光刻膠作為掩模，刻蝕所述介質層形成凸臺。
[0046]本發明更提供一種磁阻傳感器，包括:
[0047]襯底，包括X軸區域、Y軸區域、Z軸區域；
[0048]形成于所述襯底的Z軸區域上的凹槽和/或凸臺；
[0049]經過退火回流的介質層，所述介質層覆蓋所述襯底和凹槽表面和/或所述襯底以及凸臺表面；
[0050]磁阻條，包括形成于所述X軸區域上的X軸磁阻條、形成于所述Y軸區域上的Y軸磁阻條、以及形成于所述凹槽和/或凸臺至少一個側壁上的Z軸磁阻條。
[0051]可選的，在所述的磁阻傳感器中，還包括:
[0052]短路電極，包括形成于所述X軸磁阻條上并與其交叉的X軸短路電極、形成于所述Y軸磁阻條上并與其交叉的Y軸短路電極、以及形成于所述Z軸磁阻條上并與其交叉的Z軸短路電極；
[0053]金屬連線，包括連接相鄰的X軸磁阻條的X軸金屬連線、連接相鄰的Y軸磁阻條的Y軸金屬連線以及連接相鄰的Z軸磁阻條的Z軸金屬連線；
[0054]隔離層，形成于所述短路電極、金屬連線以及絕緣層上，所述隔離層中形成有通孔；
[0055]置位-復位電流帶，形成于所述隔離層上并垂直于所述X軸磁阻條、Y軸磁阻條和Z軸磁阻條；以及
[0056]鈍化層，形成于所述隔離層上，所述鈍化層中形成有暴露所述置位-復位電流帶的壓焊窗口。
[0057]與現有技術相比，本發明提出了一種具有斜面的襯底結構的制作方法，在襯底及凹槽表面和/或襯底及凸臺表面淀積具有流動性的介質層，再對所述具有流動性的介質層進行退火回流，退火回流后的介質層將使斜面變得平緩，并且退火回流后的介質層基本不會改變斜面的長度和斜面所在臺階的高度，有助于后續在斜面上形成Z軸磁阻條，為單芯片的三軸磁阻傳感器的制造提供了可行性。
【附圖說明】
[0058]為了更好的說明本發明的內容，以下結合附圖對實施例做簡單的說明。附圖是本發明的理想化實施例的示意圖，為了清楚表示，放大了層和區域的厚度，但作為示意圖不應該被認為嚴格反映了幾何尺寸的比例關系。本發明所示的實施例不應該被認為僅限于圖中所示的區域的特定形狀。圖中的表示是示意性的，不應該被認為限制本發明的范圍。其中:
[0059]圖la是本發明實施例一中形成硬掩模